JP5545553B2 - スラスト軸受 - Google Patents

Description

本発明はスラスト軸受に関し、具体的にはクランクシャフトのジャーナルを軸支するハウジングに当接する当接面と、上記クランクシャフトのクランクアームと摺動する摺動面とが形成された円弧状の部材からなるスラスト軸受に関する。

従来、自動車等のエンジンでは、クランクシャフトのジャーナルをシリンダブロックに形成されたハウジングと当該ハウジングに固定されたキャップとによって軸支しており、上記ハウジングの側面には上記クランクシャフトのクランクアームに摺接する円弧状の部材からなるスラスト軸受が設けられている（特許文献１）。
ここで、上記構成を有するエンジンを組み立てる際、上記キャップをボルトによってハウジングに締結することでハウジングが変形してしまい、これに伴って上記スラスト軸受の両端部がクランクアーム側に突出してしまうことから、スラスト軸受とクランクアームとの当りによる焼き付等の問題が発生していた。
そこで、スラスト軸受の端部におけるクランクアームとの摺動面側に、端部に向けて肉厚が薄くなるように傾斜面を設けて、上記ハウジングの変形によるクランクアームへの当りを防止するようにしたものが知られている（特許文献２）。

特開２０１０−２３６６５９号公報 実開昭６３−１４１３２１号公報

しかしながら上記特許文献２のスラスト軸受の場合、上記ハウジング側の当接面が上記ハウジングに当接しているため、シリンダブロックの変形に伴って両端部がクランクアーム側に突出することから、クランクアームとの当りを完全に解消することはできなかった。
このような問題に鑑み、本発明はハウジングの変形によるスラスト軸受とクランクアームとの当りを防止することが可能なスラスト軸受を提供するものである。

すなわち、本発明にかかるスラスト軸受は、クランクシャフトのジャーナルを軸支するハウジングに当接する当接面と、上記クランクシャフトのクランクアームと摺動する摺動面とが形成された円弧状の部材によって構成され、当該円弧状の部材の端部における摺動面側に、端部に向けて肉厚が薄くなるように傾斜面を設けたスラスト軸受において、
当該円弧状の部材の端部における当接面側に、当該当接面と平行な逃がし部と、上記当接面と上記逃がし部との境界に位置する段差部と、当該段差部と上記逃がし部との間に曲面からなるコーナーＲとを形成し、さらに上記傾斜面を上記逃がし部よりも円周方向に長く形成したことを特徴としている。

上記発明によれば、キャップをボルトによって締結した際にハウジングが変形しても、上記逃がし部により上記変形部分がスラスト軸受に接触しないようにすることができ、上記ハウジングの変形によるスラスト軸受の変形を防止して、クランクアームとの当りを防止することができる。
また、上記傾斜面を逃がし部よりも長くしたことで、上記傾斜面と摺動面との境界部分が上記逃がし部よりもスラスト軸受の円周方向内側に位置することから、上記境界部分における板厚を確保して、スラスト軸受がスラスト荷重を受けた場合に、上記境界部分への応力集中による破損を防止するようになっている。

エンジンの内部構造を示す断面図 図１をＩＩ―ＩＩ部の方向から見た図 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ部の断面図

以下図示実施例について説明すると、図１はエンジン１の内部構造を示し、クランクシャフト２と、シリンダブロックに形成されて上記クランクシャフト２を軸支するハウジング３と、図示しないピストンに連結されたコンロッド４とを示している。
上記クランクシャフト２は上記ハウジング３に軸支される複数のジャーナル２ａと、上記コンロッド４に回転可能に連結された複数のクランクピン２ｂと、これらジャーナル２ａとクランクピン２ｂとを偏心した状態で連結保持するクランクアーム２ｃとから構成されている。
上記クランクシャフト２はハウジング３に設けられたアッパ側半割メイン軸受５ａと、ロア側半割メイン軸受５ｂとからなるメイン軸受５によって軸支され、これらメイン軸受５はキャップ６によって上記ハウジング３に保持されるとともに、上記キャップ６は図示しないボルトによってハウジング３に締結されるようになっている。
そして、上記ハウジング３における軸方向両側の側面には、上記アッパ側半割メイン軸受５ａを収容する内周面に沿って環状凹部３ａが形成されており、この環状凹部３ａには円弧状のスラスト軸受７が設けられている。
上記スラスト軸受７は上記クランクシャフト２が回転しながらクラッチの断続などによって軸方向に移動すると、ハウジング３とクランクアーム２ｃとの間でスラスト方向の荷重を受けつつ、上記クランクアーム２ｃと摺動するようになっている。

以下、図２、３を用いて上記スラスト軸受７について説明する。ここで図２は図１をＩＩ―ＩＩ部の方向から見た図を示し、また図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ部の断面図を示している。なお図３は説明のため縮尺を誇張した記載となっている。
上述したように上記スラスト軸受７は円弧状を有した平板状の部材となっており、スラスト軸受７における一方の面は上記クランクアーム２ｃと摺接するライニング層からなる摺動面１１を構成し、他方の面はハウジング３と当接する当接面１２を構成している。
またスラスト軸受７はその端部が上記ハウジング３の下端部と一致する位置まで形成された略半円状を有しており、当該端部に形成された端面が上記キャップ６に当接するようになっている。
ここで図３に示すように、上記キャップ６におけるクランクアーム２ｃ側の側面は、上記スラスト軸受７の摺動面１１と当接面１２との間に位置し、上記キャップ６はクランクアーム２ｃと接触しないようになっており、またスラスト軸受７の端面と当接することでスラスト軸受７がクランクシャフト２の回転に伴って回転しないようになっている。
上記摺動面１１には内周から外周に貫通する油溝１１ａが２箇所に形成されており、ジャーナル２ａと上記メイン軸受５との間に供給された潤滑油を、スラスト軸受７とクランクアーム２ｃとの間に供給するようになっている。

そしてスラスト軸受７の端部における、上記クランクアーム２ｃ側の摺動面１１には、端部に向けて肉厚が薄くなるように傾斜面１１ｂが形成され、ハウジング３側の当接面１２側には、当該当接面１２と平行な逃がし部１３が形成されている。
上記傾斜面１１ｂは、図２に示すスラスト軸受７の端部から頂部までの高さに対して略半分程度まで形成されており、これにより当該傾斜面１１ｂの傾斜角度が緩くなるように設定されている。
また上記逃がし部１３は、図３に示すように上記当接面１２と並行に形成されており、当接面１２と上記逃がし部１３との間には段差部１４が形成され、かつ上記逃がし部１３と段差部１４との間は曲面からなるコーナーＲ１５が形成されている。
そして図２に示すように、上記傾斜面１１ｂは上記逃がし部１３よりも円周方向に長く形成されており、例えば上記逃がし部１３の端面からの長さを２０ｍｍとし、上記傾斜面１１ｂの端面からの長さを２４ｍｍとしている。

上記構成を有するスラスト軸受７を用いることにより、以下のような効果が得られるようになっている。
まず、上記構成を有するエンジン１を組み立てる際、キャップ６をボルトでハウジング３に固定すると、ボルトの締め付けによりハウジング３が変形して、上記キャップ６との境界部分がクランクシャフト２の軸方向に突出する場合がある。
これに対し、本実施例のスラスト軸受７は、上記ハウジング３が変形する部分に逃がし部１３を備えていることから、上記ハウジング３の変形部分がスラスト軸受７に接触せず、上記ハウジング３の変形に伴ってスラスト軸受７がクランクアーム２ｃ側に変形することはなく、スラスト軸受７とクランクアーム２ｃとの当りを防止することができる。
次に、傾斜面１１ｂをスラスト軸受７の端部から長く形成して、当該傾斜面１１ｂの傾斜角度を緩やかにしたことで、クランクアーム２ｃと摺動面１１との間に潤滑油を引き込みやすくすることができ、これらの潤滑を良好に行うことが可能となっている。
そして、上記傾斜面１１ｂを逃がし部１３よりも長くしたことで、上記傾斜面１１ｂと摺動面１１との境界部分１１ｃが上記逃がし部１３よりもスラスト軸受７の円周方向内側に位置するようになっている。
その結果、上記境界部分１１ｃの位置での板厚を確保することができ、上記逃がし部１３によって薄肉とならないことから、スラスト軸受７が上記クランクシャフト２からスラスト荷重を受けた場合に、上記境界部分１１ｃへの応力集中による破損を可及的に防止することができる。
またその際、上記逃がし部１３と段差部１４との間にコーナーＲ１５を形成したことから、このコーナーＲ１５には応力が集中せず、スラスト軸受７の破損を防止するようになっている。

なお、上記実施例では、スラスト軸受７をハウジング３側にのみ設けているが、特許文献１のようにキャップ６の側面にも設けて、スラスト軸受７をリング状に組み合わせることも可能である。

２ クランクシャフト ２ｃ クランクアーム
３ ハウジング ６ キャップ
７ スラスト軸受 １１ 摺動面
１１ｂ 傾斜面 １２ 当接面
１３ 逃がし部 １４ 段差部
１５ コーナーＲ

Claims (1)

1. クランクシャフトのジャーナルを軸支するハウジングに当接する当接面と、上記クランクシャフトのクランクアームと摺動する摺動面とが形成された円弧状の部材によって構成され、当該円弧状の部材の端部における摺動面側に、端部に向けて肉厚が薄くなるように傾斜面を設けたスラスト軸受において、
   当該円弧状の部材の端部における当接面側に、当該当接面と平行な逃がし部と、上記当接面と上記逃がし部との境界に位置する段差部と、当該段差部と上記逃がし部との間に曲面からなるコーナーＲとを形成し、さらに上記傾斜面を上記逃がし部よりも円周方向に長く形成したことを特徴とするスラスト軸受。

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